Transcript Sistemi automatici

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ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE “J.C. MAXWELL”
Ed. 3 del 03/09/10
Data: 12 /09 /2013
PROGRAMMAZIONE ANNUALE
INDIRIZZO SCOLASTICO
MECCANICA e MECCATRONICA
9 ELETTRONICA
‰ LOGISTICA e TRASPORTI
‰ LICEO SCIENTIFICO
‰
DISCIPLINA
SISTEMI AUTOMATICI
DOCENTE / I
SPADARO FILIPPO, LANZARA ENRICO
CLASSE / I
5a AO
Pag. 1 di 4
A.S. 2014 / 15
‰
MANUTENZIONE e ASSISTENZA TECNICA
Acquisire un metodo di analisi dei problemi proprio della sistemistica come mezzo di descrizione ed intervento sui diversi
processi fisici e tecnologici:
RISULTATI DI
APPRENDIMENTO
•
•
•
•
•
Conoscere l’architettura di un sistema di acquisizione dati
Conoscenza delle tecniche di acquisizione e condizionamento dei segnali provenienti da trasduttori
Comprendere le problematiche e le soluzioni tipiche relative alla conversione analogico-digitale e digitale-analogico
Conoscere le architetture più utilizzate nei sistemi di controllo e sapere verificare la stabilità
Conoscere le reti che consentono la compensazione e i modi in cui può essere realizzata la regolazione di un processo
continuo
• Dimensionamento di un sistema di acquisizione e distribuzione dati, con programmazione di un microcontrollore
• Capacità di risolvere problemi hardware-software con programmi in C e l’uso del controllore RISC Arduino
• Capacità di utilizzare l’ambiente LabVIEW per semplici simulazioni, monitoraggi e controlli di sistemi
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Ed. 3 del 03/09/10
ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE “J.C. MAXWELL”
COMPETENZE
(assi + regionali + indirizzo)
•
•
•
ABILITA’
Comprendere
•
l’interfacciamento tra
mondo reale e mondo
virtuale dell’elaboratore
Conoscere il processo
di conversione
analogico-digitale e
digitale/analogico
Comprendere le
problematiche e le
soluzioni tipiche
relative alla
conversione analogicodigitale e digitaleanalogica
•
•
•
•
Descrivere le funzioni
dei singoli blocchi di un
sistema di acquisizione
Conoscere il teorema
del campionamento
Conoscere il
funzionamento di un
ADC e le sue
caratteristiche
Conoscere il
funzionamento di un
DAC e le sue
caratteristiche
Conoscere il
funzionamento del S/H
CONOSCENZE
Architettura di un sistema di
acquisizione dati
• Vantaggi delle tecniche
digitali
• Architettura di un sistema di
acquisizione e distribuzione a
singolo canale: descrizione
funzionale dei blocchi
• Architettura di un sistema di
acquisizione e distribuzione
multicanale con trasmissione
analogica e con trasmissione
digitale del segnale
Conversione analogico/digitale
e digitale/analogico
• Teorema di Fourier per
segnali periodici e
generalizzazione ai segnali
aperiodici
• Campionamento, teorema
di Shannon
• Convertitori analogicodigitali e digitali/ analogici
• Sample-and-hold (S/H)
• Interfacciamento tra ADC
ed elaboratore, tra DAC ed
elaboratore
• Acquisizione,
digitalizzazione e
distribuzione dei dati
Data: 12 /09 /2013
TEMPI
METODOLOGIA
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TIPI DI
PROVE
Settembre
Lezioni frontali
interattive ed
esercitazioni di
laboratorio
Ottobre
/
Novembre
Orali, scritte,
pratiche
210
Ed. 3 del 03/09/10
ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE “J.C. MAXWELL”
COMPETENZE
(assi + regionali + indirizzo)
•
Individuare le funzioni
di condizionamento
necessarie per uno
specifico segnale
ABILITA’
•
•
•
•
Conoscere le
caratteristiche generali
dei sistemi di controllo
•
Data: 12 /09 /2013
CONOSCENZE
TEMPI
Saper progettare il
blocco di
condizionamento ed il
filtro di ricostruzione
per uno specifico
segnale
Mettere in pratica le
tecniche di
interfacciamento tra
realtà materiale e realtà
virtuale
Modalità laboratorio
integrato NI myDAQ
Condizionamento dei segnali
continui
• Principi di interfacciamento
• Interfacciamento
• Condizionamento
• Sistemi distribuiti,
embedded, real time
Dicembre
Valutare quale
architettura di un
sistema di controllo è
più adatta per uno
specifico controllo
Controlli automatici
• Caratteristiche generali dei
sistemi di controllo
• Controllo ad anello aperto
e ad anello chiuso
• Controllo digitale ad anello
chiuso con calcolatore
• Controllo ON-OFF
• Controllo digitale
• Controllo di potenza
• LabVIEW e scheda NI
myDAQ per acquisizione
dati
METODOLOGIA
Lezioni frontali
interattive ed
esercitazioni di
laboratorio
Gennaio
/
Febbraio
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TIPI DI
PROVE
Orali, scritte,
pratiche
210
Ed. 3 del 03/09/10
ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE “J.C. MAXWELL”
COMPETENZE
(assi + regionali + indirizzo)
•
Valutare quale
architettura di un
sistema di controllo è
più adatta per uno
specifico controllo
ABILITA’
•
•
•
•
Conoscere i controllori
PID
•
Calcolare l’errore di
regolazione e l’effetto
dei disturbi a regime
Conoscere i modi in cui
può essere realizzata la
regolazione di un
processo continuo
Saper effettuare un
controllo ON-OFF e
proporzionale con
LabVIEW
Saper effettuare il
progetto statico di
sistema controllato da
PID
CONOSCENZE
Controllo statico e dinamico
• Controllo statico: precisione
statica
• Effetto della retroazione sui
disturbi: disturbi agenti sulla
linea di andata a valle e a
monte della G(s); disturbi
agenti sulla linea di
retroazione
• Controllo dinamico
• Controllo con LabVIEW e
scheda NI myDAQ
Controllori PID
• Controlli P, I, D: regolatori
proporzionale, integrale,
derivativo, proporzionale;
controlli: proporzionale,
integrale, derivativo, PID
• Analisi e progetto dei PID:
funzione di trasferimento di
un PID, comportamento
statico, comportamento
dinamico, procedura di
Ziegler Nichols
Data: 12 /09 /2013
TEMPI
METODOLOGIA
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TIPI DI
PROVE
Febbraio
Lezioni frontali
interattive ed
esercitazioni di
laboratorio
Marzo
Orali, scritte,
pratiche
210
Ed. 3 del 03/09/10
ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE “J.C. MAXWELL”
COMPETENZE
(assi + regionali + indirizzo)
Verificare la stabilità di un
sistema ed eventualmente
stabilizzarlo
ABILITA’
•
•
Verificare la stabilità di
un sistema utilizzando i
criteri di stabilità
Conoscere i metodi e le
reti che consentono la
compensazione
•
•
Stabilizzazione dei
sistemi con
microcontrollore
•
Saper effettuare un
controllo ON-OFF e
proporzionale con il
microcontrollore
Arduino
CONOSCENZE
Stabilità e stabilizzazione
• Grado di stabilità di un
sistema
• Funzione di trasferimento e
stabilità: risposte al
disturbo, effetto dei poli
• Criterio di Bode: condizioni
di stabilità e instabilità in
retroazione, criterio di
Bode, reti correttrici
• Metodi di stabilizzazione
• Dimensionamento di reti
correttrici
Sistemi di monitoraggio e
controllo con microcontrollori
• Controllo ON-OFF e
proporzionale con
microcontrollore Arduino
Data: 12 /09 /2013
TEMPI
METODOLOGIA
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TIPI DI
PROVE
Aprile
Lezioni frontali
interattive ed
esercitazioni di
laboratorio
Maggio
Orali, scritte,
pratiche
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Ed. 3 del 03/09/10
MATERIA/SETTORE
TIPO VERIFICA
ORALE
SCRITTA
PRATICA
ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE “J.C. MAXWELL”
Data: 12 /09 /2013
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SISTEMI AUTOMATICI
CRITERI DI VALUTAZIONE
RISPOSTA SCORRETTA
RISPOSTA INCOMPLETA
RISPOSTA COMPLETA
RISPOSTA COMPLETA CON LINGUAGGIO IMPROPRIO E LIMITATO
RISPOSTA COMPLETA CON LINGUAGGIO PROPRIO
RISPOSTA CORREDATA DA APPROFONDIMENTI
IMPOSTAZIONE SCORRETTA
IMPOSTAZIONE SOSTANZIALMENTE CORRETTA MA CON ERRORI
SPIEGAZIONE E SVILUPPO CORRETTO DI FORMULE E/O CALCOLI
PRESENTAZIONE PRECISA E ORDINATA
PROVA IMPOSTATA IN MODO NON CORRETTO
PROVA IMPOSTATA IN MODO CORRETTO MA CON ERRORI O LACUNE
IMPOSTAZIONE CORRETTA E COMPLETA IN AUTONOMIA
ESECUZIONE COMPLETA NEL RISPETTO DEI TEMPI E DEI PROTOCOLLI CON COMMENTI E
CONTRIBUTI PERSONALI
GIUDIZIO / VOTO
1–2
3–5
6
6–7
7–8
9 – 10
1–4
4–6
6–8
8 – 10
1–4
4–6
6–8
8 – 10